建筑方案創作階段的節能方法分析

■魏 來 ■江西省玉山縣城鄉規劃局，上饒 玉山 334700

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對于建筑物的經濟效益的要去也越來越高，從而建筑建筑節能問題被提上日程。在原來，建筑設計的關注點大多都在建筑的牢固性和美觀性，能夠在創作階段就考慮節能設計的建筑并不多，本文希望通過簡單的介紹，對建筑設計人員有所幫助。

1 建筑節能設計應該結合氣候

1.1 建筑能耗與氣候的關系

建筑是怎么產生的，人們為什么要建造建筑?最初，建筑的產生是為了保護人類免收外部環境的傷害，包括自然災害和野獸等。隨著國家工業化水平的不斷提高，野獸已經不在是正常建筑所需防備的了，但是自然災害、氣候卻是人為無法控制的。所以，現在的建筑是環境的一部分，是維持人與環境和諧的重要紐帶。

建筑與氣候密不可分，不論是過去還是現在，這都是一個建筑學課題。在男耕女織的農耕時代，人們所建的居所都是盡可能避開自然災害易發生的地段，且四季溫度適宜居住;在現代，人們不斷追求舒適的生活環境，對建筑形態不斷進行調整，從而使其與氣候完美集合。

在建筑與氣候完美集合后，建筑的施工過程就會省卻許多人力財力，在什么氣候下應該建造何種形式的建筑，都需要有嚴格的把關，從而做到建筑的節能設計。

1.2 氣候設計原則

氣候設計的原則主要包括兩類，一類是冬季氣候設計原則，一類是夏季氣候設計原則。其中，冬季氣候的設計原則主要設計三個方面:第一，建筑保溫綜合設計原則，也就是要注重建筑物的保溫功能;第二，建筑防風綜合處理原則，也就是要注意建筑物的室內通風情況，防止漏風嚴重，影響室內溫度及舒適感;第三，充分利用太陽能，雖然冬天的溫度較低，但太陽照射的時間還是足夠的，是可以巧妙利用的。

夏季氣候的設計原則的主要關注點就是降溫，所以其原則可以包括以下幾點:第一，控制太陽輻射，減少太陽對建筑物的直接照射，降低太陽照射建筑物所產生的熱量;第二，充分利用自然通風，夏季的風速較大，自然通風有利于室內降溫，第三，建筑物自身蓄熱能力，可以有效降低室外溫度波動所產生的影響;第四，建筑放熱設計，這主要是指一些特殊的環境設計，包括植被的種植，水池降溫等。

2 建筑體型設計

建筑的體型設計是最直觀最具藝術的設計內容，在體型設計上加入更多的節能策略，會使得建筑更具功能性，也為整個建筑的節能效果打下基礎。

2.1 建筑體型的選擇

建筑的體型是多種多樣的，其形狀有時候是具有一定的特殊意義的，如何將建筑體型與節能設計完美的結合，促使建筑技術與建筑藝術的完美組合，需要注意以下兩點:第一，對于保暖的建筑設計，也就是需要擴大受熱面積，同時又能將熱量留住的建筑體型，這里還需考慮的是太陽的照射角度問題，也就是建筑的方位設計問題;第二，對于散熱陰涼的建筑設計，需要設置這樣工具，也就是建筑自身帶有遮陽效果，其次要有利于通風，從而散熱降溫。

2.2 關于體型設計的幾個問題

2.2.1 控制體型系數對防熱不如防寒有效

控制體型系數就是指控制體型選擇與設計上的相關參數。其實，控制體型系數的作用就是降低熱工耗能，這一點在夏天的效果不如在冬天的效果明顯。因為控制體型系數的工作前提是室內外溫差，但是人體較為舒適的溫度一般在18-28℃，正常情況下，夏季的溫度在30℃左右，而冬季的溫度卻在0℃左右，所以，夏季能夠利用溫差進行降低耗能的價值相對較少。

2.2.2 建筑平面與體型系數

考慮到建筑平面與體型系數間的關系主要是建造一些多層的住宅區，而建筑平面主要有圓形、方形、多邊形和凸多邊形等，其中圓形的外表面積最小，而凹多邊形與凸多邊形的體型系數較大。通常情況下，為了加強建筑采光能力和通風能力，會在建筑上設置一個敞天井或是內天井，但這又會給體型系數增加壓力。所以在建筑平面與體型系數之間很難找到一個平衡點，這需要認真計算。

2.2.3 通過體型平衡得熱與失熱

得熱與失熱主要取決于受熱界面，在一些溫度較低的地區，則需要擴大太陽輻射的照射面積，從而獲取更多的熱量，在溫度較高的地區，則需控制體型，降低受熱面積，或是將多余的太陽能轉化為其他能量，從而實現失熱降溫。

3 自然通風的原理

3.1 利用風壓實現自然通風

風壓是自然通風的原動力，在過去，人們有句老話叫“穿堂風”，其實就是指的自然通風，也就是利用一定的風壓促使建筑物內的空氣產生流動的現象。具體解釋就是當風由建筑物的正面吹進建筑物時，由于受到建筑物的抵擋，從而在建筑物的迎風面上產生了正風壓，然后進入建筑物的氣流則繞過建筑物的各個側面以及背面。

然而，不是說只要產生了風壓就能形成自然通風，自然通風形成的條件是要具備足夠的風壓以及適當的建筑環境。首先，是建筑物外部的風速，要不要與4m/s，其次，建筑物的建筑應該面向夏季夜風吹動的方向，就是利用風壓，最后是要求建筑物內可通風地段不小于14 米，也就是讓風有足夠的流動空間而不是阻力。

由于風速是隨著季節變化的，所以建筑物的設計不能死板固執，要有適當的調整空間，也就是要建造通風、避風裝置，如可開可關的氣窗、百頁等等。

3.2 利用熱壓實現通風

熱壓是產生自然通風的動力，空氣會隨著溫度的變化而改變密度。當室內溫度高于室外溫度時，室外空氣因重于室內空氣而通過建筑物下部的門縫流人室內，從而排擠室內空氣，促使室內較輕的空氣被從上部或頂部窗戶排出，從而形成流動。熱壓實現通風離不開室內外空氣的密度差。

4 建筑遮陽

在過去，遮陽是為了給建筑物內營造一種冬暖下兩點感覺，但是，現在，遮陽更有利于建筑物的節能。首先遮陽的方式和類型多種多樣，根據不同的標準，這樣的類型可以有不同的分類，本文按照構件遮擋陽光方向的特點來列舉四種遮陽的方式，主要包括水平式遮陽、垂直式遮陽、綜合式遮陽和擋板式遮陽。其次，遮陽設計在未來的發展偏向高效和多功能以及利用更先進的材料和技術。

5 結語

綜上所述，建筑方案創作階段的節能方法還是很多的，不僅包括客觀的自然因素，還包括主觀的設計因素，本文的節能方法主要圍繞獲取熱量和散發熱量為主。首先是利用適應自然氣候的建筑辦法，降低后期為了抵抗氣候變化所消耗的能量，做到節能;其次，考慮建筑體型因素，分冬夏兩季進行講述;接著是對自然通風方法的介紹，利用自然力量節能;最后，是建筑遮陽技術，降低人工降溫的能耗。希望本次研究的內容對后期研究者有所幫助。

［1］王錦.建筑方案創作階段的節能構思［D］.西安建筑科技大學，2005.

［2］馮建軍.建筑方案創作階段的節能構思［J］.中華民居(下旬刊)，2014，03∶179.

［3］趙輝，紀紅梅.建筑方案創作階段的節能設計［J］.中國城市經濟，2010，07∶232.